Kompresors

Vikipēdijas lapa
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt

Kompresors ir ierīce gāzu saspiešanai. Tajos gāzes spiediens aiz iekārtas ir vismaz 3 reizes lielāks nekā pirms.

Iedalījums[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kompresorus iedala:

  • Virzuļkompresori - var sasniegt vislielākos spiedienus, efektīvi nelieliem gāzu daudzumiem. Ļoti plaši izplatīti.
  • Turbokompresori - piemēroti lielām jaudām (sākot no 0,5 MW), mazākiem daudzumiem sarežģītāk izgatavot efektīvus. Efektivitāte atkarīga no saspiežamās gāzes molmasas (jo lielāka, jo efektīvāk). Konstruktīvi līdzīgi centrabēdzes sūkņiem un ventilatoriem.
  • Aksiāli kompresori - līdzīgi aksiālajiem ventilatoriem, maza spiediena starpība starp pakāpēm, tāpēc vajag daudz pakāpju, toties konstrukciju ir iespējams izgatavot tievu, lieto tikai lidmašīnu gāzturbīnās.
  • Rotācijas kompresori - nevar sasniegt tik augstus spiedienus, kā virzuļkompresori, taču vienkāršākas konstrukcijas, dažiem nav nepieciešama eļļošana (vai arī var eļļot ar ūdeni).
  • Strūklas kompresori (ežektora paveids).

Saspiežot gāzes, to temperatūra parasti palielinās, tāpēc gāze kompresoros parasti uzsilst. Gāzu saspiešana var notikt 3 termodinamiskos apstākļos:

  • Izotermiski (ideāla dzesēšana) - praksē nav sastopams, visaugstākais lietderības koeficients, viss saspiešanas procesā izdalījies siltums tiek aizvadīts prom.
  • Adiabātiski (bez siltumapmaiņas ar apkārtējo vidi) - praksē sastopams kompresoros, kam nobeigusies dzesēšana, ar to jārēķinās avārijas apstākļos. Viszemākais lietderības koeficients, viss saspiešanas procesā izdalījies siltums palielina gāzes temperatūru.
  • Politropiski (kaut kas pa vidu starp izotermu un adiabātu) - lielākā daļa kompresoru darbojas šajā režīmā, daļā izdalītā siltuma aizvada prom, bet daļa uzsilda gāzi.

Lielākā daļa gāzu saspiežot uzsilst un izplešoties atdziest. Šo faktu lieto saldēšanas iekārtām. Dažas gāzes saspiežot neuzsilst un izplešoties uzsilst (ūdeņradis), tāpēc to noplūde var būt bīstama, jo var notikt sprādziens.

Virzuļkompresori[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kompresors.svg

Tajos gāzi saspiež ar noblīvētu virzuli, kas kustas cilindrā. Parasti virzuli piedzen kloķvārpsta, taču var iztikt arī bez kloķvārpstas (tieši savienots ar tvaika mašīnu)(šādi ir reti sastopami). Virzuļkompresors sastāv no cilindra (2), kurā atrodas virzulis (1), kas parasti ir noblīvēts ar gredzeniem (3). Virzuli kustina kloķvārpsta (nav parādīta). Iesūkšanas laikā gāze ieplūst caur vārstu (4), un saspiešanas laikā, kad ir sasniegts beigu spiediens - izplūst caur vārstu (5). Kompresoram parasti ir arī dzesēšana (vai nu ribas ap cilindru, vai (jaudīgājiem kompresoriem) ūdens apvalks. (attēlā nav parādīts).

Maksimālo sasniedzamo spiedienu nosaka vārstu (4, 5) un blīvējuma (3) izturība, kā arī kaitīgā telpa. Tā, kā parasti nav iespējams panākt, lai virzulis tālākajā punktā pieskartos gala virsmai, tur paliek telpa, no kuras nevar izspiest gāzi, un pēc saspiešanas cikla beigām tur esošā gāze izplešas un iesūkšana var sākties tikai tad, kad tā gāze ir izpletusies līdz ieejas spiedienam. To telpu sauc par kaitīgo telpu un tās kaitīgais efekts palielinās palielinoties spiedienu starpībai. Lai sasniegtu ļoti lielus spiedienus, šī iemesla dēļ lieto viarākpakāpju kompresorus. Tajos ir vairāki cilindri, un tālākie cilindri gāzi iesūc no iepriekšējiem. Starp pakāpēm gāzi parasti dzesē.

Virzuļkompresoriem parasti ir nepieciešama eļļošana (lai arī ir sastopami daži paveidi, kam to nevajag). Kompresoru eļļai parasti ir nepieciešama augsta uzliesmošanas temperatūra, lai gadījumā ja nojūk dzesēšana, tā neaizdegtos. Virzuļkompresoros saspiestās gāzes parasti satur nelielu daudzumu kompresoru eļļas, un to bieži vien nākas speciāli atdalīt.

Turbokompresori[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Tajos gāzi saspiež paātrinot līdz lielam ātrumam (darba ratā) un pēc tam samazinot plūsmas šķērsgriezumu. Spiediens ir atkarīgs no gāzes plūsmas ātruma darba rata ārpusē (un no gāzes blīvuma), tāpēc lai sasniegtu lielu saspiešanas pakāpi, vajag lielu darba rata aploces lineāro ātrumu (lielu diametru un rotācijas ātrumu). Turbokompresoriem bieži vien ir vairākas pakāpes, jo ar vienu pakāpi nevar sasniegt lielu spiedienu. Turbokompresori ir līdzīgi centrabēdzes sūkņiem un centrabēdzes ventilatoriem. No ventilatoriem un gāzpūtējiem turbokompresoti atšķiras ar to, ka tiem ir dažāda izmēra darba rati un tiem ir dzesēšana.

Tos dažreiz lieto gāzturbīnu kompresoru pēdējām pakāpēm, dažiem turbopropelleru dzinējiem visas kompresora pakāpes ir centrabēdzes kompresori. Centrabēdzes kompresori, salīdzinot ar tāda paša ražīguma aksiālajiem kompresoriem ir resnāki (lielāks diametrs), kas ir galvenais iemesls, kāpēc lidmašīnu gāzturbīnām zemspiediena kompresoram lieto aksiālo kompresoru.

Izmantotā literatūra[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  • L. Osipovs Ķīmijas tehnoloģijas procesi un aparāti. 1. daļa 1962.